CN114474781A - 一种植物纤维复合座椅板及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种复合材料座椅板，具体涉及一种植物纤维复合座椅板及其制备方法和应用，包括如下步骤：S1：裁剪植物纤维布并烘干；S2：将泡沫板裁剪至与植物纤维布相等尺寸，并在泡沫板上钻孔；S3：按照三层植物纤维布、泡沫板、三层植物纤维布、脱模布和导流网的顺序铺于座椅板钢模上，并密封抽真空；S4：向步骤S3的真空空间内灌注树脂，使树脂填满空隙，随后进行固化；S5：在步骤S4固化得到的粗品冷却至室温后进行脱模，随后进行后处理，得到植物纤维复合座椅板。与现有技术相比，本发明实现了一种质量轻、舒适性优且具有阻燃性能的植物纤维复合座椅板的制备，可应用于多种环境。

Description

一种植物纤维复合座椅板及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及一种复合材料座椅板，具体涉及一种植物纤维复合座椅板及其制备方法和应用。

背景技术

传统的用于制备公共座椅板材的为木质、石质、金属材质和塑料材质等。木质座椅是指以木材为主制作的座椅，其肌理清晰、自然美观且易于加工，是街头座椅常用的材质，在北方地区很受青睐。但木质材料受环境影响，耐腐蚀性差，长期暴露在室外环境中易损坏，使得木质座椅的寿命大大缩减，所以，这种座椅在加工前需要进行防腐处理，后期也要投入更多的维护。石质座椅的主要材质为花岗石和大理石以及普通的石材，这种材质质地坚硬、耐腐、抗冲击，风格独特。但受加工技术限制，石质座椅的造型较为单调，且座椅表面冰冷，舒适度方面不及其他材质。另外，石质座椅质量较重，难以移动，也给后期维护移动带来不便。金属材质座椅常用材质为生铁，也有大量的不锈钢、铝合金座椅，这类材质具有良好的物理和机械性能，价格较低且易加工。但由于金属的热传导性高，冬夏时节座椅的温度难以适应座面要求，常常与木质材料搭配使用。塑料材质座椅所采用的塑料属高分子材料，包括合成纤维、合成橡胶等，这种材质可塑性强、质轻坚固、耐腐蚀、色彩丰富，在街头座椅中十分常见。

植物纤维布材通常为从大自然生长的植物中提取的植物纤维制成，植物纤维是广泛分布在种子植物中的一种厚壁组织，在植物体中主要起机械支持作用，目前最普遍使用的植物纤维，包括剑麻纤维、黄麻纤维、苎麻纤维和亚麻纤维等。植物纤维不仅具有较高的比强度(即拉伸强度与密度比)和比模量(即拉伸模量与密度比)、密度低、绝缘隔热，吸音降噪，耐摩擦，质地坚韧等特点，而且是价格低廉、无危害、生态环保的可再生资源，是继玻璃纤维、碳纤维等人工纤维之后，又一类引起国内外专家和学者们广泛关注的复合材料增强体，且有望成为部分替代玻璃纤维等人工纤维的有力竞争者。但是植物纤维布材本身易燃烧，受环境影响较大，尤其是具有高吸湿性，这些因素都严重影响植物纤维在市场中的应用。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题至少其一而提供一种植物纤维复合座椅板及其制备方法和应用，实现了一种质量轻、舒适性优且具有阻燃性能的植物纤维复合座椅板的制备，可应用于多种环境。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

本发明第一方面公开了一种植物纤维复合座椅板的制备方法，包括如下步骤：

S1：裁剪植物纤维布并烘干；

S2：将泡沫板裁剪至与植物纤维布相等尺寸，并在泡沫板上钻孔；

S3：按照三层植物纤维布、泡沫板、三层植物纤维布、脱模布和导流网的顺序铺于座椅板钢模上，并密封抽真空；

S4：向步骤S3的真空空间内灌注树脂，使树脂填满空隙，随后进行固化；

S5：在步骤S4固化得到的粗品冷却至室温后进行脱模，随后进行后处理，得到所述的植物纤维复合座椅板。

优选地，步骤S1中所述的植物纤维布包括植物纤维斜纹布、单向布和平纹布中的一种或多种；所述的植物纤维为麻纤维，包括大麻纤维、亚麻纤维、剑麻纤维和苎麻纤维中的一种或多种。正交布或平纹布铺在座椅板最外层，可以使得植物纤维布整体美观；单向布设置介于正交布和泡沫板之间，按一定设计角度对称铺设，进而可以提高面板内受拉纤维的体积分数，从而能够提高力学弯曲性能。

植物纤维由麻类植物中提取出来，经过纺纱、打捻和编织的绿色环保材料，其具有多壁层多空腔结构，具有吸声降噪和绝缘隔热的功能；其化学成分是纤维素、半纤维素和木质素，易降解，属于一种天然环保无污染材料。

优选地，步骤S1中所述的烘干为在50-80℃下烘干6-12h。通过烘干可以将植物纤维布中的水分烘干，不仅能够提升植物纤维布自身的力学性能，更重要的是低水分或无水分有利于后续的树脂固化成型过程，最终可以提高产品质量。烘干温度高于50℃可以加快烘干过程，缩短生产流程的时长；而控制在80℃以下，是为了保护植物纤维布的植物纤维不会由于温度过高而发生降解退化等情况。

优选地，步骤S2中所述的泡沫板为聚氯乙烯泡沫板、PET泡沫板、聚苯乙烯泡沫板或聚氨酯泡沫板。选用的泡沫板为聚合物泡沫板，采用硬质泡沫作为复合材料的夹心材料，其具有密度小、耐高温、寿命长和机械强度(压缩、拉伸、剪切)高的特点。

优选地，步骤S2中所述的钻孔为每间隔30-60mm钻设通孔。通孔与通孔之间的间隔控制在30-60mm，可以使得树脂能够更加容易的通过通孔完成浸润，进而在固化成型后能够充分连接泡沫板两侧的植物纤维布，使复合座椅板不容易发生分层，提供更优秀的力学性能。

优选地，步骤S4中所述的树脂包括环氧树脂、酚醛树脂和聚氨酯树脂中的一种或多种。选用的树脂为中高温型树脂，具有稳定性好、耐热性好等优点，适用于真空环境下的传递成型。

其中，所述的树脂为环氧树脂时，需添加固化剂，树脂与固化剂按质量比100：20-30配置，所述的固化剂选用上海道生天合公司的TECHSTORM 486固化剂，并优选环氧树脂为上海道生天合公司的TECHSTORM 481。当环氧树脂与固化剂的质量比低于100：20时，固化后会发生固化不充分的情况，影响产品质量；而当环氧树脂与固化剂的质量比高于100：30时，容易发生快速固化的情况，进而会使得产品中存在大量空隙和缺陷，影响产品性能；进一步优选地，树脂与固化剂按质量比100：26配置时，最为合适。

优选地，步骤S4中所述的固化为在70-90℃固化4-6h后，以5℃/min的升温速率升温至100-120℃后继续固化2-4h。

优选地，步骤S5中所述的后处理包括切割、打磨和上漆中的一种或多种。

本发明第二方面公开了一种植物纤维复合座椅板，由如上任一所述的制备方法制备得到。

本发明第三方面公开了一种如上所述的植物纤维复合座椅板的应用，将所述的植物纤维复合座椅板固定于座椅或座椅支架上。安装有本植物纤维复合座椅板的座椅可以作为户外座椅、办公座椅、公共座椅以及安装于汽车、轮船和轨道车辆等交通工具上的座椅。

本发明的选料充分考虑植物纤维、泡沫板和树脂的自身特性，比如选用的植物纤维自身的比强度、比模量高；泡沫板的材质轻；树脂固化后能够防水阻燃等特点。并且通过控制纤维层的总层数(6层，泡沫板两侧各三层)以及泡沫板的厚度(3-24mm)以优化制备得到的植物纤维复合座椅板的力学性能。在座椅板整体要求的厚度一定时，纤维层层数越多，纤维体积含量越大，泡沫板厚度就越小，其力学性能越好，但相应地浸入的树脂量也会增多，进而使得板材整体增重；而泡沫板厚度越大，则纤维层数较少，此时虽然板材整体质量得以减小，但纤维体积含量降低，又会使得力学性能下降。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明中采用的植物纤维具有密度低、耐摩擦、质地坚韧、绿色环保等特点，配合聚合物泡沫板作为芯体，通过中高温树脂进行固化，制备得到的植物纤维复合座椅板质量轻，良好的阻燃性、舒适性、抗弯性和安全防火性能，可以适应于多种环境，特别是户外公共座椅中的使用。

2、在泡沫板上间隔30-60mm开设通孔，可以使树脂更容易通过孔完成浸润，进而能够有效连接泡沫板两侧的植物纤维布，成型后不容易分层，力学性能更好。此外，泡沫板每侧都设置三层植物纤维布，可以通过不同种类或织法的植物纤维布的组合使用，能够使植物纤维复合座椅板具有更优异的性能。

3、根据ASTM D 5229标准进行吸湿称重实验，结果表明植物纤维复合座椅板的饱和吸水率约为7-8％，远低于木板的饱和吸水率65.48％，说明其吸水性能较弱；根据ASTM D790标准进行弯曲性能测试，结果表明植物纤维复合座椅板在吸湿后抗弯模量基本不变，抗弯强度能够有所提高，说明具有良好的抗弯性能；根据GB8410-2006标准进行垂直燃烧测试，结果表明植物纤维复合座椅板燃烧15秒，火势不明显，说明具有阻燃性。

4、本发明的植物纤维复合座椅板性能优异，原材料廉价易得，制备方法简单无污染，操作性强，产品的应用范围广，适于实用。

附图说明

图1为本发明的植物纤维复合座椅板制备过程中所使用的真空辅助树脂灌注成型装置的结构示意图；

图2为实施例4-6制备得到的植物纤维复合座椅板实物图；

图3为实施例1-3制备得到的植物纤维复合座椅板切割为长条的实物图；

图4为实施例1制备得到的植物纤维复合座椅板的截面图；

图5为实施例1制备得到的植物纤维复合座椅板切割为块的实物图；

图6为测试例1和测试例2中使用的常规木板的实物图；

图7为采用实施例1的植物纤维复合座椅板制备得到的户外桌椅实物图；

图8为常规木板(左)与实施例1(右)的植物纤维复合座椅板的弯曲变形测试图；

图中：1-密封膜；2-导流网；3-脱模布；4-植物纤维布；5-泡沫板；6-导流管；7-密封胶；8-座椅板钢模；9-树脂；10-真空泵。

具体实施方式

以下通过具体实施例子对本发明内容做进一步的阐释，但并不代表为本发明的范围仅限于以下的实例，根据本发明的发明思路和全文内容，可以将以下实例中的各个技术特征做适当的组合/替换/调整/修改等，这对于本领域技术人员而言是显而易见的，仍属于本发明保护的范畴。

以下实施例中主要使用到的原料或器械相关型号信息如下：

亚麻纤维布为比利时的Lineo公司生产的平纹和单向亚麻织物，面密度为200g/m²，纤维密度为1.5g/cm³。

剑麻纤维单经平纹布为广东省东方剑麻集团有限公司生产，面密度为180g/m²，纤维密度为1.45g/cm³。

苎麻纤维斜纹布为东莞市富耀纺织有限公司生产，面密度为220g/m²，纤维密度为1.62g/cm³。

聚氯乙烯泡沫板为Maricell公司设计和制造的PVC硬质泡沫板作为复合材料的夹芯材料，密度为1.45g/cm³，具有使用寿命长、机械强度高(压缩、拉伸、剪切)和耐高温的特性。该泡沫适用于预浸料等高温成型工艺，广泛应用于风能、航空航天及运动器材等领域。

PET泡沫板，主要成分为涤纶树脂，由上海越科新材料股份有限公司生产，具有良好的耐热性、阻燃性能和力学强度。

环氧树脂及固化剂为上海道生天合公司生产的中高温环氧树脂和固化剂，型号分别为481和486。

酚醛树脂(PF-Z91)由山东圣泉化工股份有限公司提供，型号是PF-Z91。

真空泵10及树脂收集器为复材易购(北京)科技有限公司制造的型号为EC.4紧凑型复合材料真空泵套装。

弯曲性能测试试验机为万测集团旗下微机控制电子万能试验机(10kN)。

垂直燃烧试验机为昆山阳屹测试仪器有限公司生产的水平-垂直燃烧试验机，型号为5400。

其他未作特殊说明的试剂，均可采用本领域技术人员能够常规获得的市售产品。

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

如图1所示，为各实施例中所使用的真空辅助树脂灌注成型装置，将三层植物纤维布4、泡沫板5、三层植物纤维布4、脱模布3和导流网2的顺序铺于座椅板钢模8上，设置导流管6，并用密封膜1和密封胶7带完成密封。在全部铺叠完成后通过真空泵10抽真空，随后配置树脂9(树脂9：固化剂(质量比)＝100：26)，并进行真空灌注。

实施例1

一种植物纤维复合座椅板，由亚麻纤维布、聚氯乙烯泡沫夹心材料以及增强环氧树脂制备而成。

植物纤维复合座椅板制备方法如下：

(1)裁剪尺寸与钻孔：将面密度为200g/m²，纤维密度为1.5g/cm³的亚麻纤维正交布、0°单向布和90°单向布分别裁剪成1350×550mm²，其中，亚麻纤维正交布、0°单向布和90°单向布各分别裁剪两份，在70℃烘箱中烘干6小时；将聚氯乙烯泡沫板5(厚度为24mm)裁剪成1300×500mm²，并在上面每隔50mm钻孔。

(2)铺层密封：在座椅板钢模8上按序进行铺放，顺序从下往上依次为座椅板钢模8、正交亚麻布、0°单向亚麻布、90°单向亚麻布、已打孔的聚氯乙烯泡沫板、90°单向亚麻布、0°单向亚麻布、正交亚麻布、脱模布3和导流网2。并用密封胶7和密封膜1(真空袋)进行密封，如图1所示。

(3)抽真空灌树脂9：将密封好的亚麻/聚氯乙烯层进行脱气抽真空，检查装置是否漏气，等真空袋保持绝对密封情况，进行配树脂9，选用中高温的型号为481的环氧树脂和486固化剂，质量配比为100：26，搅拌并抽真空，在真空状态下向真空袋内进行环氧树脂9灌注。

(4)固化脱模：将抽好树脂9的复合材料板放入90℃烘箱固化4小时，随后以5℃/min的升温速率升至120℃继续固化2小时，取出冷却至室温后脱模。

(5)切割打磨上漆：将脱模得到的复合材料板切割成1250×55×30mm³的立方体，如图3-5所示，并进行周边打磨上清漆，随后用螺栓将产品装配在已经定制好的公共座椅支架上，如图7所示。

实施例2

一种植物纤维复合座椅板，由剑麻纤维布、聚氯乙烯泡沫夹心材料以及增强环氧树脂制备而成。

植物纤维复合座椅板制备方法如下：

(1)裁剪尺寸与钻孔：将面密度为180g/m²，纤维密度为1.45g/cm³的剑麻纤维单经平纹布裁剪成1350×550mm²，共裁剪六份，并在70℃烘箱中烘干6小时；将聚氯乙烯泡沫板(厚度为24mm)裁剪成1300×500mm²，并在上面每隔50mm钻孔。

(2)铺层密封：在座椅板钢模8上进行铺放，顺序从下往上依次为座椅板钢模8、3层剑麻纤维单经平纹布、已打孔的聚氯乙烯泡沫板、3层剑麻纤维单经平纹布、脱模布3、导流网2。并用密封胶7和密封膜1(真空袋)进行密封，如图1所示。

(3)抽真空灌树脂9：将密封好的剑麻/聚氯乙烯层进行脱气抽真空，检查装置是否漏气，等真空袋保持绝对密封情况，进行配树脂9，选用中高温的型号为481的环氧树脂和486固化剂，质量配比为100：26，搅拌并抽真空，最后在真空状态下向真空袋内进行环氧树脂灌注。

(4)固化脱模：将抽好树脂9的复合材料板放入90℃烘箱固化4小时，随后以5℃/min的升温速率升至120℃继续固化2小时，取出冷却至室温后脱模。

(5)切割打磨上漆：将脱模得到的复合材料板切割成1250×55×30mm³的立方体，并进行周边打磨上清漆，如图3所示。

实施例3

一种植物纤维复合座椅板，由苎麻纤维布、聚氯乙烯泡沫夹心材料以及增强环氧树脂制备而成。

植物纤维复合座椅板制备方法如下：

(1)裁剪尺寸与钻孔：将面密度为220g/m²，纤维密度为1.62g/cm³的苎麻纤维斜纹布裁剪成1350×550mm²，共裁剪六份，并在70℃烘箱中烘干6小时；将聚氯乙烯泡沫板(厚度为24mm)裁剪成1300×500mm²，并在上面每隔50mm钻孔。

(2)铺层密封：在座椅板钢模8上进行铺放，顺序从下往上依次为座椅板钢模8、3层苎麻纤维斜纹布、已打孔的聚氯乙烯泡沫板、3层苎麻纤维斜纹布、脱模布3、导流网2。并用密封胶7和密封膜1(真空袋)进行密封，如图1所示。

(3)抽真空灌树脂9：将密封好的苎麻/聚氯乙烯层进行脱气抽真空，检查装置是否漏气，等真空袋保持绝对密封情况，进行配树脂9，选用中高温的型号为481的环氧树脂和486固化剂，质量配比为100：26，搅拌并抽真空，最后在真空状态下向真空袋内进行环氧树脂灌注。

(4)固化脱模：将抽好树脂9的复合材料板放入90℃烘箱固化4小时，随后以5℃/min的升温速率升至120℃继续固化2小时，取出冷却至室温后脱模。

(5)切割打磨上漆：将脱模得到的复合材料板切割成1250×55×30mm³的立方体，并进行周边打磨上清漆，如图3所示。

实施例4

一种植物纤维复合座椅板，由亚麻纤维布、PET泡沫夹心材料以及增强酚醛树脂制备而成。

植物纤维复合座椅板制备方法如下：

(1)裁剪尺寸与钻孔：将面密度为200g/m²，纤维密度为1.5g/cm³的亚麻纤维正交布、0°单向布和90°单向布分别裁剪成400×400mm²，其中，亚麻纤维正交布、0°单向布和90°单向布各分别裁剪两份，在70℃烘箱中烘干6小时；将PET泡沫板(厚度为3mm)裁剪成400×400mm²，并在上面每隔50mm钻孔。

(2)铺层密封：在座椅板钢模8上进行铺放，顺序从下往上依次为座椅板钢模8、正交亚麻布、0°单向亚麻布、90°单向亚麻布、已打孔的PET泡沫板、90°单向亚麻布、0°单向亚麻布、正交亚麻布、脱模布3、导流网2。并用密封胶7和密封膜1(真空袋)进行密封，如图1所示。

(3)抽真空灌树脂9：将密封好的亚麻/PET泡沫层进行脱气抽真空，检查装置是否漏气，等真空袋保持绝对密封情况，进行配树脂9，选用酚醛树脂(PF-Z91)，并抽真空，在真空状态下向真空袋内进行酚醛树脂灌注。

(4)固化脱模：将抽好树脂9的复合材料板放入70℃烘箱固化4小时后，随后以5℃/min的升温速率升至90℃继续固化2小时，最后再以5℃/min的升温速率升至120℃固化2小时，取出冷却至室温后脱模。

(5)切割打磨：将脱模得到的复合材料板切割成365×100×12mm²，并进行周边打磨，如图2所示。

实施例5

一种植物纤维复合座椅板，由剑麻纤维布、PET泡沫夹心材料以及增强酚醛树脂制备而成。

植物纤维复合座椅板制备方法如下

(1)裁剪尺寸与钻孔：将面密度为180g/m²，纤维密度为1.45g/cm³的剑麻纤维单经平纹布裁剪成400×400mm²，共裁剪6份，并在70℃烘箱中烘干6小时；将PET泡沫板(厚度为3mm)裁剪成400×400mm²，并在上面每隔50mm钻孔。

(2)铺层密封：在座椅板钢模8上进行铺放，顺序从下往上依次为座椅板钢模8、3层剑麻纤维单经平纹布、已打孔的PET泡沫板、3层剑麻纤维单经平纹布、脱模布3、导流网2。并用密封胶7和密封膜1(真空袋)进行密封，如图1所示。

(3)抽真空灌树脂9：将密封好的剑麻/PET泡沫层进行脱气抽真空，检查装置是否漏气，等真空袋保持绝对密封情况，进行配树脂9，选用酚醛树脂(PF-Z91)，进行抽真空，在真空状态下向真空袋内进行酚醛树脂灌注。

(4)固化脱模：将抽好树脂9的复合材料板放入70℃烘箱固化4小时后，随后以5℃/min的升温速率升至90℃继续固化2小时，最后再以5℃/min的升温速率升至120℃固化2小时，取出冷却至室温后脱模。

(5)切割打磨：将脱模得到的复合材料板切割成365×100×12mm²，并进行周边打磨，如图2所示。

实施例6

一种植物纤维复合座椅板，由苎麻纤维布、PET泡沫夹心材料以及增强酚醛树脂制备而成。

植物纤维复合座椅板制备方法如下：

(1)裁剪尺寸与钻孔：将面密度为220g/m²，纤维密度为1.62g/cm³的苎麻纤维斜纹布裁剪成400×400mm²，共裁剪6份，并在70℃烘箱中烘干6小时；将所用的PET泡沫板(厚度为3mm)裁剪成400×400mm²，并在上面每隔50mm钻孔。

(2)铺层密封：在座椅板钢模8上进行铺放，顺序从下往上依次为座椅板钢模8、3层苎麻纤维斜纹布、已打孔的PET泡沫板、3层苎麻纤维斜纹布、脱模布3、导流网2。并用密封胶7和密封膜1(真空袋)进行密封，如图1所示。

(3)抽真空灌树脂9：将密封好的苎麻/PET泡沫层进行脱气抽真空，检查装置是否漏气，等真空袋保持绝对密封情况，进行配树脂9，选用酚醛树脂(PF-Z91)，进行抽真空，在真空状态下进行酚醛树脂灌注。

(4)固化脱模：将抽好树脂9的复合材料板放入70℃烘箱固化4小时后，随后以5℃/min的升温速率升至90℃继续固化2小时，最后再以5℃/min的升温速率升至120℃固化2小时，取出冷却至室温后脱模。

(5)切割打磨：将脱模得到的复合材料板切割成365×100×12mm²，并进行周边打磨，如图2所示。

实施例7

一种植物纤维复合座椅板，由大麻纤维布、聚苯乙烯泡沫夹心材料以及增强酚醛树脂制备而成。

植物纤维复合座椅板制备方法如下：

(1)裁剪尺寸与钻孔：将大麻纤维斜纹布裁剪成400×400mm²，共裁剪6份，并在50℃烘箱中烘干12小时；将所用的聚苯乙烯泡沫板(厚度为12mm)裁剪成400×400mm²，并在上面每隔60mm钻孔。

(2)铺层密封：在座椅板钢模8上进行铺放，顺序从下往上依次为座椅板钢模8、3层大麻纤维斜纹布、已打孔的聚苯乙烯泡沫板、3层大麻纤维斜纹布、脱模布3、导流网2。并用密封胶7和密封膜1(真空袋)进行密封，如图1所示。

(3)抽真空灌树脂9：将密封好的大麻/聚苯乙烯泡沫层进行脱气抽真空，检查装置是否漏气，等真空袋保持绝对密封情况，进行配树脂9，选用聚氨酯树脂，进行抽真空，在真空状态下进行聚氨酯树脂灌注。

(4)固化脱模：将抽好树脂9的复合材料板放入80℃烘箱固化6小时后，随后以5℃/min的升温速率升至100℃继续固化4小时，取出冷却至室温后脱模。

(5)切割打磨：将脱模得到的复合材料板切割成365×100×12mm²，并进行周边打磨。

实施例8

一种植物纤维复合座椅板，由亚麻纤维布、聚氨酯泡沫夹心材料以及增强酚醛树脂制备而成。

植物纤维复合座椅板制备方法如下：

(1)裁剪尺寸与钻孔：将面密度为200g/m²，纤维密度为1.5g/cm³的亚麻纤维正交布、0°单向布和90°单向布分别裁剪成400×400mm²，其中，亚麻纤维正交布、0°单向布和90°单向布各分别裁剪两份，在80℃烘箱中烘干6小时；将聚氨酯泡沫板(厚度为18mm)裁剪成400×400mm²，并在上面每隔30mm钻孔。

(2)铺层密封：在座椅板钢模8上进行铺放，顺序从下往上依次为座椅板钢模8、正交亚麻布、0°单向亚麻布、90°单向亚麻布、已打孔的聚氨酯泡沫板、90°单向亚麻布、0°单向亚麻布、正交亚麻布、脱模布3、导流网2。并用密封胶7和密封膜1(真空袋)进行密封，如图1所示。

(3)抽真空灌树脂9：将密封好的亚麻/聚氨酯泡沫层进行脱气抽真空，检查装置是否漏气，等真空袋保持绝对密封情况，进行配树脂9，选用酚醛树脂(PF-Z91)，进行抽真空，在真空状态下进行酚醛树脂灌注。

(4)固化脱模：将抽好树脂9的复合材料板放入90℃烘箱固化4小时后，随后以5℃/min的升温速率升至110℃固化4小时，取出冷却至室温后脱模。

(5)切割打磨：将脱模得到的复合材料板切割成365×100×12mm²，并进行周边打磨。

测试例1

将实施例1、实施例2和实施例3中得到的3种不同植物纤维复合材料座椅板进行切割，切割成160×28×30mm³。

选用市场上常规的公园座椅板木质材料，切割成160×28×30mm³，如图6所示。

根据ASTM D5229测试标准，对植物纤维座椅板和木板分别进行吸湿称重实验。

结果表明，木板更容易吸水：植物纤维增强聚氯乙烯泡沫复合材料板的饱和吸水率分别为7.04％、8.30％和7.56％，木板饱和吸水率为65.48％左右，其最大吸水量是植物纤维增强聚氯乙烯泡沫复合材料板的9倍左右。一般来说，材料受潮后力学性能影响较大，低饱和吸湿率的板材性能受环境影响较小，由此可知，本测试例中所使用的植物纤维增强聚氯乙烯泡沫复合材料板受环境影响较小，适合应用于室外环境中的座椅。

测试例2

将实施例1、实施例2和实施例3中得到的3种不同植物纤维复合材料座椅板进行切割，切割成160×28×30mm³。

选用市场上常规的公园座椅板木质材料，切割成160×28×30mm³，如图6所示。

根据ASTM D790弯曲性能测试标准，在万能试验机上，将所制得的植物纤维座椅板和木条进行吸湿前后弯曲性能测试，测试结果如表1所示。

表1植物纤维座椅板与木条吸湿前后的抗弯性能对比

由上表可知，木板虽然在干状态下抗弯性能优异，但极易收潮影响，吸湿后其抗弯性能下降厉害。植物纤维增强聚氯乙烯泡沫复合材料板的弯曲性能明显比较稳定，不易收潮湿影响，潮湿后弯曲性能会有所提高，甚至超过吸湿后的木材，具有良好的抗弯性能，这主要是由于植物纤维吸湿后拉伸强度提高的原因。

测试例3

选用市场上常规的公园座椅板木塑板材料，切割成365×100×12mm²。

对实施例4、实施例5和实施例6中制得的3种材料，以及木塑板材料进行燃烧性能测试。

根据GB 8410-2006测试标准要求，对植物纤维座椅板和木塑板进行垂直燃烧测试。将试样夹在水平支架上，在燃烧箱中用规定高度火焰点燃试样的自由端15秒，确定试样上火焰是否熄灭，或何时熄灭，以及试样燃烧的距离和燃烧该距离所用时间。

实验结果木板剧烈燃烧，属于易燃物，植物纤维座椅板燃烧15秒，火势不明显，具有阻燃性。

表2给出了本发明的植物纤维复合座椅板的综合性能与常规模板的综合性能评价。

表2材料性能评价总结

总的来说，植物纤维复合座椅板足够满足公共座椅的强度要求，同时湿稳定性较好；吸水率小，不易受环境影响；不易燃烧，阻燃性强；密度更低，易于搬运移动；价格低廉，经济划算，适宜使用。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种植物纤维复合座椅板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：裁剪植物纤维布并烘干；

S2：将泡沫板裁剪至与植物纤维布相等尺寸，并在泡沫板上钻孔；

S3：按照三层植物纤维布、泡沫板、三层植物纤维布、脱模布和导流网的顺序铺于座椅板钢模上，并密封抽真空；

S4：向步骤S3的真空空间内灌注树脂，使树脂填满空隙，随后进行固化；

S5：在步骤S4固化得到的粗品冷却至室温后进行脱模，随后进行后处理，得到所述的植物纤维复合座椅板。

2.根据权利要求1所述的一种植物纤维复合座椅板的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述的植物纤维布包括植物纤维的斜纹布、单向布和平纹布中的一种或多种；所述的植物纤维为麻纤维，包括大麻纤维、亚麻纤维、剑麻纤维和苎麻纤维中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种植物纤维复合座椅板的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述的烘干为在50-80℃下烘干6-12h。

4.根据权利要求1所述的一种植物纤维复合座椅板的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述的泡沫板为聚氯乙烯泡沫板、PET泡沫板、聚苯乙烯泡沫板或聚氨酯泡沫板。

5.根据权利要求1所述的一种植物纤维复合座椅板的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述的钻孔为每间隔30-60mm钻设通孔。

6.根据权利要求1所述的一种植物纤维复合座椅板的制备方法，其特征在于，步骤S4中所述的树脂包括环氧树脂、酚醛树脂和聚氨酯树脂中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的一种植物纤维复合座椅板的制备方法，其特征在于，步骤S4中所述的固化为在70-90℃固化4-6h后，以5℃/min的升温速率升温至100-120℃后继续固化2-4h。

8.根据权利要求1所述的一种植物纤维复合座椅板的制备方法，其特征在于，步骤S5中所述的后处理包括切割、打磨和上漆中的一种或多种。

9.一种植物纤维复合座椅板，其特征在于，由如权利要求1-8任一所述的制备方法制备得到。

10.一种如权利要求9所述的植物纤维复合座椅板的应用，其特征在于，将所述的植物纤维复合座椅板固定于座椅或座椅支架上。

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